的设计框架等 详细设计强调数据结构和实现类所需的算法。在分析模型系统详细设计 的类中增加计算机化的数据结构和算法，并使用统一的面向对象的概念和符号表示法来表达 软件编程 使用具体的程序设计语言、数据库或硬件来实现对象设计中的对象和关联 择问题处理的策略和初步配置资源 在分析的基础上，对设计模型加入一些实现上的考虑，将系统设计中的一些实现细节加入到设计模型中 实现系统 UML建模步骤：在需求分析阶段，通过用例来捕获用户需求，并采用用例建模，来描述对系统感兴趣的外部角色及其对系统（用例）的功能要求。在系统分析阶段，主要关心问题域中的主要概念(如抽象、类和对象等)和机制，需要识别这些类以及它们相互间的关系，并用UML类图来描述。为实现用例，类之间需要协作，这可以用UML动态模型来描述。但是，在分析阶段，只对问题域的对象（现实世界的概念）建模，而不考虑定义软件系统中技术细节的类（如处理用户接口、数据库、通讯和并行性等问题的类），这些技术细节将在设计阶段引入。在设计阶段为构造阶段提供更详细的规格说明。编程（构造）是一个独立的阶段，其任务是用面向对象编程语言将来自设计阶段的类转换成实际的代码。
4.本章所述的三种GIS设计方法有各自的特点，试从开发思想、开发模式、优缺点和适用性等方面对三种设计方法进行比较。 答： 设计方法 特性 结构化生命周期法 划分六个阶段，并规定它们开发思想 自上而下，相互衔接的固定次序 开发过程 线性、固定次序 整体开发模式。下一阶段开开发模式 始前完成上一阶段所有细节 简单到复杂、部分到全面 非整体开发模式。推迟某些阶段的细节工作，从而较早产生工作软件 驱动机制 可见性 文档驱动 开发过程系统不可见 是一种较为成熟和完善的管优 点 理模式，整体性好 需求的可变性和模糊性 通过试用原型进行沟通 具有一定灵活性和可修改性；增进了开发人员和用户对系统需求的理解 缺乏灵活性；难修改和维护；整体性差；由于不断地对原型进缺 点 模块重用性差；开发周期长 行修改完善，工作的重复率高，工作量大 适用性 功能和性能明确完整、无重大变化的软件开发 需求不明确，设计方案有一定风险的中小型软件开发 以对象作为驱动 开发过程系统不可见 与人类思维方法一致，便于描述客观世界；开发的软件性能稳定、易于重用和维护 对象和实体设计存在盲目性；对象间的消息传递不能完整体现系统总体功能；系统结构性较差 数据结构复杂、事物联系密切的软件开发 线性、迭代性和无间隙性 非整体开发模式，分析阶段由底向上提取对象，实现阶段自顶向下建立对象 原型法 借助原型（它反映了最终系统的部分重要特性）来辅助软件开发 面向对象开发的方法 将客观世界看成相互联系的事物（即对象）组成，以对象为单元进行设计开发
第四章
1.系统定义又称为系统分析，该阶段所要完成的任务是什么？ 答：系统定义时期的主要任务是确定软件开发工程必须完成的总目标以及工程的可行性；导出实现工程目标应该采用的策略即系统必须完成的功能；估计完成该项工程需要的资源和成本；并且制定工程进度表；最后编写系统需求分析报告。
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2.请对系统可行性分析的内容和具体工作进行说明。
答：可行性研究工作主要内容包括数据源调查与评估、技术可行性评估、经济和社会效益分析以及系统的支持状况等四部分。
1. 数据源调查与评估
数据是GIS运行的基础，同时系统建设中数据的准备工作繁杂，工作量巨大。因此在立项之前要对系统数据源、数据结构和数据模型等进行全面分析，调查已有数据情况，确定它们的可用性，对所缺乏数据要确定其收集方法，测算收集的工作量。
2. 技术可行性评估
技术可行性是指使用目前可采用的开发方法和工具能否支持系统需求的实现。在技术可行性研究过程中，系统分析员应采集系统性能、可靠性、可维护性和可生产性方面的信息；分析实现系统功能和性能所需要的各种设备、技术、方法和过程；分析项目开发在技术方面可能承担的风险，以及技术问题对开发成本的影响；硬件选择上要预见硬件更新速度和GIS软件使用周期是否相适宜；选择开发软件和技术以及制定开发方案时要以用户需求为主要依据；分析GIS设计技术人员的数量、结构和水平等，确定其进行设计的可行性，等等。如有可能，应充分研究现有类似系统的功能与性能，采用的技术、工具、设备和开发过程中成功和失败的经验、教训，以便为现行系统开发作参考。
3. 经济和社会效益分析
GIS应用迅速普及的根本原因在于GIS应用促进了社会经济的发展，给用户乃至社会带来了经济效益和社会效益。经济效益指应用系统为用户增加的收入，它可以通过直接的和统计的方法估算。社会效益大多只能用定性的方法估算。
4. 系统开发与运行环境评价
由于GIS是在社会环境中运作的，除了技术因素与经济因素之外，还有许多社会因素对项目的开展起着制约的作用。例如与项目直接关系的管理人员、工作人员是否对项目的开展抱支持态度；有多少人力可用于GIS系统，其中有多少人员需培训；项目财力支持情况，包括组织部门所能给予的当前的投资额及将来维护GIS的逐年投资额等。
3.结构化分析方法采用GIS数据流模型来模拟GIS数据处理过程，说明常用的分析工具（如数据字典等）的功能和作用。
答：数据字典（Data Dictionary ，简称DD）是关于数据信息的集合。它是数据流图中所有要素严格定义的场所，这些要素包括数据流、数据流的组成、文件、加工小说明及其它应进入字典的一切数据，其中，每个要素对应数据字典中的一个条目。在数据字典中建立严格一致的定义有助于增进分析员和用户之间的交流，从而避免许多误解的发生。数据字典也有助于增进不同开发人员或不同开发小组之间的交流。同样，将数据流图和对数据流图中的每个要素的精确定义放在一起，就构成了系统的、完整的系统规格说明。数据字典和数据流图一起构成信息系统的逻辑模型。
4.目前用于写加工逻辑说明的工具有结构化英语、判定表和判定树。试对上述三种工具的原理和特征进行说明。 答：1. 结构化英语
结构化英语是一种介于自然语言和形式化语言之间的半形式化语言，它使用有限的词汇和语句来描述加工逻辑。结构化英语的词汇表由英语命令动词、数据字典中定义的名字、有限的自定义词和控制结构关键词（如if_then_else、while_do、repeat_until、case_of）等组成。语言的正文用基本控制结构进行分割，加工中的操作用自然语言短语来表示。其基本控制结构有简单陈述句结构、判定结构和重复结构。 2. 判定表
在某些数据处理问题中，数据流图的处理需要依赖多个逻辑条件的取值，这些取值的组合可能构成多种不同情况，相应需执行不同的操作。这类问题用结构化语言来叙述很不方便，
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最适合使用判定表作为表示加工小说明的工具。判定表为说明复杂的决策逻辑提供了一种形式化的以表格为基础的表示方法，它能够自动地实现对诸如完整性和无歧义性等特点的检测。一个判定表由两部分组成，顶部列出不同的条件，底部说明不同的操作。判定表通常包括四个要素：基本条件、基本操作、条件项、操作项。
基本条件列出了各种可能的条件。除去某些特殊问题以外，通常判定表对各条件的先后次序不予要求。基本操作列出了可能采取的操作。这些操作的排列顺序没有限制，但为便于阅读也可令其按适当的顺序排列。条件项给出各个条件的取值组合。操作项是和条件项紧密相关的，它指出了在条件项的各种取值的组合的情况下应采取什么操作。这里将任一条件取值组合及其相应要执行的操作称为规则，它在判定表中是贯穿条件项和操作项的一列。显然，判定表中列出了多少个条件取值的组合，也就有多少条规则，即条件项与操作项有多少列。 判定表能够把在什么条件下，系统应完成哪些操作表达得十分清楚、准确。这是用语言难以准确、清楚表达的。但是用判定表描述循环结构比较困难。有时，判定表可以和结构化英语结合起来使用。 3. 判定树
判定树是判定表的变形，本质完全一样，所有用判定表能表达的问题都能用判定树来表达。事实上，判定树比判定表更加直观，用判定树来描述具有多个条件的数据处理，更容易被用户接受。判定树的分枝表示各种不同的条件，随着分枝层次结构的扩充，各条件完成自身的取值，判定树的叶子给出应完成的操作。
第五章
1.GIS总体设计一般采用结构化设计方法，试说明结构化设计方法的基本特征。
答：① 由问题结构导出系统结构，即问题结构到系统结构的映射。问题结构主要用数据流图（DFD）来描述系统的逻辑模型，而系统结构是指用系统的模块结构图来描述软件结构。
② 通过自顶向下分解和层次组织的方法来简化系统，产生模块结构。
③ 运用一系列的图表工具。为使系统设计流程易于理解，结构化设计使用了两种主要的图表工具：伪码和结构图。伪码描述的是模块的处理逻辑，用来表达程序的设计思路；结构图用于描述软件的总体结构，采用自顶向下、层次组织的方法。
④ 提供一系列的系统设计策略。结构化设计提供了两种设计策略，它们分别是面向过程的数据流方法与面向数据结构的Jackson方法和Warnier-Orr方法。
⑤ 提供一组评价系统设计质量的准则。结构化设计方法提供了一系列评估准则，如耦合、内聚、扇入和扇出、信息隐蔽以及模块化等。
2.结构化设计方法提供了一系列衡量软件质量的评价准则，这些评价软件设计质量的准则包括哪些方面？
答：1. 模块化
软件可以简单地理解为模块的集成。目前，几乎所有的软件体系结构都体现为模块化。模块化是软件设计的一个基本准则，它使得一个程序易于为人们所理解、设计、测试和维护。高层模块可使我们从整体上把握问题，隐蔽细节以免分散我们的注意力，在需要时，又可以深入到较低的层次以了解进一步的细节。模块化往往将较复杂的问题转化为一些简单问题的集合，使我们可以将工作量分散到各个工作组以集中力量解决各个问题。
模块化原则是采用结构化设计方法进行总体设计应遵循的基本原则之一，它要求：① 每一个模块表示一个自我包含的逻辑任务；② 每个模块都是简单的；③ 每个模块都是封闭的；④ 每个模块都是可以独立测试的；⑤ 每个模块对应单一、独立的程序功能；⑥ 每个模块有单一的入口和出口；⑦ 每个模块都由一个标准返回点返回上层模块开始执行该模块的那
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一点；⑧ 可以把多个模块组合成较大的模块，而不必了解模块内部构造的知识；⑨ 每个模块都有严格规定的接口，其中包括由入口和出口形成的控制连接、由参数和共享的公用数据形成的数据连接以及由模块间的服务支持形成的功能连接。
2. 抽象和信息隐蔽
抽象是抽出事物的本质特性而暂时不考虑它们的细节，它反映在数据和过程两方面。在模块化问题求解时，在最高抽象级可以采用面向问题环境语言的抽象术语进行叙述；而在较低抽象级，则可采用过程性术语。模块化的概念加上逐步求精的方法将面向问题的术语和面向实现的术语两者结合起来，前者是后者的一种抽象。在软件模块结构图中，下层模块是上层模块的细化，因此顶层或上层模块的抽象程度较高，而在下层模块中则体现功能实现的细节。
信息隐蔽是模块的另一重要特征。“信息隐蔽”意味着有效的模块化可以通过定义一组独立的模块来实现，这些独立的模块彼此之间仅仅交换那些为了完成系统功能所必须交换的信息。一个模块内部所包含的信息（数据或过程），如果它不允许外部的模块访问的话，其它模块是不能对它们访问的。
抽象和信息隐蔽从两个不同方面说明了模块化设计的特征。“抽象”帮助定义构成软件的过程实体，而“信息隐蔽”实施对过程细节的存取约束。
3. 模块独立性
模块独立性的概念是模块抽象和信息隐蔽的直接结果，是保证软件质量的关键性因素。采用结构化设计方法进行系统总体设计强调把系统设计成具有层次式的模块化结构。模块独立性程度较高的软件，其功能易于划分，接口简单，因此开发、测试和维护都较容易，修改引起的副作用也较小。
模块独立性有两个定性的标准来度量，即内聚（cohesion，又称块内联系）和耦合（coupling，又称块间联系）。内聚是模块内部各成分之间的联系，如果一个模块的内聚度大，模块的独立性则会提高。耦合是指模块间的联系，耦合度是对模块独立性的直接衡量，很显然，块间联系越小，模块的独立性则会越高，耦合度就会降低。在系统中，内聚度和耦合度是相互联系的，模块的内聚度越高，则耦合度就越低。
3.GIS地理建模是利用GIS进行空间分析的重要手段，试简要说明GIS地理建模的目的、方法和过程。
答：地理模型是对地理实体的特性及其变化规律的一种表示或者抽象，同时也是对地理实体的那些所要研究的特定特征进行定量的抽象。地理模型是地理实体通过适当的过滤，用适当的表示规则简洁描述的模仿品。通过这个模仿品，我们可以了解到所研究地理实体的本质，从而便于对地理实体进行分析和处理。
地理建模主要是运用数学语言、地理知识和程序设计工具，对地理信息（如地理现象、地理数据等）加以翻译和归纳。地理模型经过演绎、求解及推断过程，给出数学上和地理上的分析、预报、决策或控制，再经过翻译和解释回到现实世界中，完成实践-理论-实践的循环。如果检验结果是正确或可行的，即可用于GIS分析和操作，否则，就要重新考虑翻译、归纳过程，重新修改地理模型。
地理建模的方法有很多，传统的地理建模方法有理论分析法、类比分析法、数据分析法、量纲分析法、人工假设法、数理统计法、灰色理论法、图解法、模拟法、差分法等；新的地理
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